近年來,人工智能(AI)技術(shù)正以前所未有的速度滲透到生產(chǎn)、生活各領(lǐng)域,在能源轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)建設(shè)中,亦不例外。但AI作為新興技術(shù),是一把“雙刃劍”,它在提升能源轉(zhuǎn)型效率的同時(shí),也在產(chǎn)生新的能耗問題,并對(duì)現(xiàn)有電力系統(tǒng)帶來挑戰(zhàn)。
國(guó)際能源署(IEA)在《能源和人工智能》報(bào)告中提到,在電力時(shí)代,依賴AI算力的數(shù)據(jù)中心是導(dǎo)致電力需求加速增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)因素之一。預(yù)計(jì)到2030年全球數(shù)據(jù)中心用電量將較2024年增加一倍以上。
“市場(chǎng)需要‘可持續(xù)AI’,注意AI的重點(diǎn)是可持續(xù)?!迸_(tái)達(dá)集團(tuán)-中達(dá)電通股份有限公司總經(jīng)理宮鴻華在參與第十六屆“綠色發(fā)展 低碳生活”主題對(duì)話時(shí)表示,打造更具韌性的電網(wǎng)、更節(jié)能的供電與散熱解決方案,以及更綠色的AI數(shù)據(jù)中心,是推進(jìn)“可持續(xù)AI”的關(guān)鍵。臺(tái)達(dá)集團(tuán)(以下簡(jiǎn)稱“臺(tái)達(dá)”)在電力電子領(lǐng)域深耕多年,為兼顧AI發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展之間的平衡,一直在探索和落地更加高效的能源管理與節(jié)能等解決方案。
由臺(tái)達(dá)支持、經(jīng)濟(jì)學(xué)人集團(tuán)旗下Economist Impact撰寫的全球調(diào)研報(bào)告Greening intelligence: Charting the future of sustainable AI,調(diào)查了全球逾六百家AI供應(yīng)鏈、應(yīng)用端企業(yè),近四分之三企業(yè)年?duì)I收超過5億美元。
其中,有44%的受訪者認(rèn)為AI能源效率已具重要性,未來一年該比例將快速上升至78%;從AI供應(yīng)鏈的角度,38%的受訪者認(rèn)為電網(wǎng)韌性與穩(wěn)定供電是“可持續(xù)AI”的挑戰(zhàn),42%的受訪者希望通過采用邊緣計(jì)算以提升能效。
作為減碳主體,企業(yè)一方面希望借助AI算力提升能效,另一方面又對(duì)穩(wěn)定、可持續(xù)的電力供應(yīng)提出了更高要求。而臺(tái)達(dá)要做的就是讓電網(wǎng)更加智能化,以減少電力傳輸和使用過程中的能量損耗。
在傳統(tǒng)電網(wǎng)中,電力要經(jīng)過變壓器進(jìn)行電壓的轉(zhuǎn)換,再由低壓配電系統(tǒng)輸送給用戶使用。臺(tái)達(dá)提升電源能效的邏輯,則是通過優(yōu)化電力架構(gòu)來減少電源轉(zhuǎn)換次數(shù)。
“不要變壓器、盤柜、電纜,少一個(gè)元件,少一次轉(zhuǎn)換,就是能效的提升?!痹趯m鴻華看來,圍繞AI數(shù)據(jù)中心的電力架構(gòu)革新,要解決從電網(wǎng)到數(shù)據(jù)中心,再到芯片的高效適配問題。臺(tái)達(dá)創(chuàng)新推出的800V高壓直流(HVDC)電源架構(gòu)方案,減少了傳統(tǒng)電力架構(gòu)中DC(直流電)/AC(交流電)的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。如果未來數(shù)據(jù)中心導(dǎo)入該方案,從電網(wǎng)端到芯片端的能效可提升至92%以上。
與此同時(shí),在AI算力需求拉動(dòng)下,芯片的功率也在急劇攀升,為傳統(tǒng)散熱技術(shù)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn),究其原因在于過高的溫度不僅會(huì)限制芯片硬件性能的發(fā)揮,還會(huì)造成更多的電力消耗。
臺(tái)達(dá)通過升級(jí)液冷技術(shù),與800V高壓直流(HVDC)電源架構(gòu),形成供電與散熱一體化管理閉環(huán)。比如,其液-液冷卻系統(tǒng)單臺(tái)可提供1500kW的冷卻能力;單臺(tái)機(jī)柜級(jí)液冷冷卻液分配裝置(CDU,冷卻液分配單元)則可支持200kW的散熱能力,并通過冗余設(shè)計(jì)確保系統(tǒng)容錯(cuò)。
“臺(tái)達(dá)是業(yè)內(nèi)少數(shù)能為AI數(shù)據(jù)中心提供從電網(wǎng)到芯片(From Grid To Chip)的全面供電和散熱解決方案的廠商?!睋?jù)宮鴻華透露,臺(tái)達(dá)800V高壓直流(HVDC)電源架構(gòu)已開始合作試點(diǎn)運(yùn)營(yíng),有望在今年年底或明年落地。
應(yīng)對(duì)AI算力對(duì)電網(wǎng)帶來的挑戰(zhàn),短期內(nèi)電網(wǎng)需要更具韌性,長(zhǎng)期來看則需要在應(yīng)用場(chǎng)景里實(shí)現(xiàn)自給自足。這也是為什么在電力穩(wěn)定問題上,臺(tái)達(dá)會(huì)堅(jiān)持“多能互補(bǔ)+智能調(diào)度+超冗余備份”三位一體的原則。而其中,少不了AI算力做出的“智慧”決策。
以臺(tái)達(dá)自主開發(fā)的DeltaGrid能源管理系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)基于AIoT(人工智能物聯(lián)網(wǎng))技術(shù),通過實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)測(cè)算法優(yōu)化能源分配,能夠在電價(jià)高峰時(shí)段調(diào)用儲(chǔ)能電力,降低電費(fèi)成本。臺(tái)達(dá)上海運(yùn)營(yíng)中心建置的光儲(chǔ)充一體化停車場(chǎng)便依托“光伏+儲(chǔ)能+充電樁”微電網(wǎng),通過AI調(diào)度,將谷時(shí)用電占比提升了19%,峰時(shí)用電占比下降了18%,每年可節(jié)約電費(fèi)25.5萬元。
可以看到,通過模塊化的設(shè)計(jì)和高彈性的場(chǎng)景適配,臺(tái)達(dá)已實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗解決方案的快速?gòu)?fù)制。臺(tái)達(dá)儲(chǔ)能系統(tǒng)之一的C系列集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng),便支持定制化容量,最大容量達(dá)6MWh,可快速部署于數(shù)據(jù)中心園區(qū),并可在電網(wǎng)故障時(shí)獨(dú)立供電。于今年5月首度亮相的AI集裝箱式數(shù)據(jù)中心則將電源、液冷系統(tǒng)及電池備援系統(tǒng)等整合在了20英尺的集裝箱內(nèi),可幫助邊緣計(jì)算及中小企業(yè)在數(shù)周內(nèi)完成部署。
對(duì)此,宮鴻華強(qiáng)調(diào),臺(tái)達(dá)注重的是技術(shù)和平臺(tái)如何落地,會(huì)提供給企業(yè)客戶整套的、符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)和架構(gòu)。
值得一提的是,目前臺(tái)達(dá)正積極參與各項(xiàng)零碳標(biāo)準(zhǔn)的制定,并作為參編單位參與《零碳工廠評(píng)價(jià)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)修訂?!跋M麌?guó)家標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后,能夠?yàn)楦?guī)范的零碳工廠、零碳園區(qū)建設(shè),以及零碳項(xiàng)目落地帶來指引。”
臺(tái)達(dá)成立之初就提出了“環(huán)保 節(jié)能 愛地球”的經(jīng)營(yíng)使命,而今依舊被視為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的“信條”。
2021年,臺(tái)達(dá)加入全球可再生能源倡議組織RE100,承諾臺(tái)達(dá)全球所有網(wǎng)點(diǎn),將于2030年達(dá)成100%使用可再生電力及碳中和的總目標(biāo)。2023年,臺(tái)達(dá)吳江五廠獲得“零碳工廠(Ⅰ型)五星認(rèn)證”及“PAS2060碳中和認(rèn)證”。
不僅如此,臺(tái)達(dá)每年還會(huì)將全球營(yíng)收的8%以上用于研發(fā)創(chuàng)新,目前其已在全球擁有73座研發(fā)中心,12000余名研發(fā)工程師,以及18000多項(xiàng)專利,并自2022年起,連續(xù)四年入選科睿唯安(Clarivate)全球百?gòu)?qiáng)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)。
進(jìn)入AI時(shí)代,宮鴻華表示,已經(jīng)不能靠傳統(tǒng)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)積累,而是要在持續(xù)增強(qiáng)電力電子技術(shù)、高能源轉(zhuǎn)換效率等核心優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上,擁抱多元化的人才,深耕多層次的客群。未來三到五年,臺(tái)達(dá)依舊會(huì)聚焦AI數(shù)據(jù)中心、智能樓宇、智慧新能源、智能制造、碳中和碳達(dá)峰等領(lǐng)域,并力爭(zhēng)成為領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)先的解決方案提供者。同時(shí),他提到,研發(fā)層面會(huì)繼續(xù)引進(jìn)AI等智能化工具,來幫助臺(tái)達(dá)在智能化定位定價(jià)等方面做更多的決策。
“就像電動(dòng)車實(shí)現(xiàn)普及,是社會(huì)各界共同努力的結(jié)果。在能源轉(zhuǎn)型或數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中,我們也需要與各行各業(yè),與友商一起,共同把可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)圈建立起來。”宮鴻華表示,在可持續(xù)發(fā)展的道路上,臺(tái)達(dá)已經(jīng)走了50余年,不僅要繼續(xù)走下去,還要繼續(xù)為全球客戶提供低碳產(chǎn)品的解決方案?!拔磥硐M覀兊墓?yīng)鏈、上下游,都能夠?qū)崿F(xiàn)零碳。”